燃煤锅炉脱硫系统设计说明书

..环境工程综合实验课程设计专业:环境工程姓名:学号:..目录1课程设计题目……………………………………………………………………………………32设计依据..................................................................32.1技术标准及依据.......................................................32.2设计参数及参数范围...................................................32.3设计原则及设计目标...................................................43污染源强分析..............................................................43.1污染物浓度的计算.....................................................43.2烟气中SO2的浓度计算..................................................63.3烟气SO2排放量的计算..................................................64工艺设计..................................................................74.1工艺选择.............................................................74.2吸收设备的选择.......................................................74.3工艺原理.............................................................84.4脱硫系统工艺流程.....................................................94.5工艺组成.............................................................95相关的设计计算...........................................................105.1脱硫剂液箱容量与设计...............................................105.2增压风机...........................................................105.3SO2吸收系统........................................................105.3.1塔径及底面积计算..............................................105.3.2脱硫塔高度计算................................................116附图.....................................................................12附图1双碱法烟气脱硫工艺流程图........................................12附图2吸收塔系统......................................................13附图3吸收塔平面图....................................................13..1课程设计题目四川省某火电厂30t/h燃煤锅炉烟气的脱硫系统设计2设计依据2.1技术标准及依据（1）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）（2）《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462－2009）（3）《大气污染防治手册》（4）《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）（5）《环境空气质量标准》（GB3095-1996）（6）《四川省大气污染物排放标准》2.2设计参数及参数范围（1）根据技术标准与排放标准.确定设计参数及设计范围。锅炉型号：30t/h锅炉一台烟气排放量：19000m3/h燃料种类：无烟煤燃煤量：2.237152t/h炉内温度：700℃锅炉排烟温度：155℃烟气含氧量：60.2605mol/kg（燃煤）目前SO2排放浓度：1353mg/3Nm含硫率：1.1%锅炉热效率：75%空气过剩系数：1.2(2)拟用双碱法.据《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462－2009）.故有:液气比（G/L）为2钙硫比（Ca/S）为1.1..净化效率η不小于95%可用率为95%2.3设计原则及设计目标设计原则：（1）设计中为将来更加严格的排放标准及规模扩大留有余地。（2）因地制宜.节省场地。（3）严禁转移污染物.全面防治二次污染。设计目标：（1）根据《四川省大气污染物排放标准》标准.该火电厂标准状态下SO2排放浓度应小于300mg/m3（2）为保证电厂周围居民区空气质量.同时执行《环境空气质量标准》（GB3095—1996）的二级标准.即小于居民区大气中SO2最高允许的日平均浓度0.15mg/m3（3）总量控制指标达标3污染源强分析3.1污染物浓度的计算含硫率为1.1%.选择煤种为无烟煤以1kg无烟煤为基础.则：成分质量/g物质的量/mol理论需氧量/molC649.57254.13154.131H25.30812.654(分子)6.327O14.060.879-0.4395N6.3270.226(分子)——S7.7330.2420.242H20754.17——灰分222————(1)理论需氧量为(54.131+6.327-0.4395+0.242)mol/kg=60.2605mol/kg（燃煤）假定干空气中氮和氧的摩尔比为3.78.则1kg燃煤完全燃烧所需要的理论空气量为：60.2605×(1+3.78)mol/kg=288.0452mol/kg（燃煤）即标况下288.0452×22.41000m3N/kg=6.4523Nm/kg（燃煤）..(2)理论烟气量（按照标准状况换算体积.下同）理论上烟气的组成为CO254.131mol/kg；H2O12.654+4.17=16.824mol/kg;N260.2605×3.78+0.226=228.01mol/kg;SO20.242mol/kg;灰分222mol/kg故理论干烟气量为：（54.131+228.01+0.242）mol/kg=282.383mol/kg（燃煤）282.383×22.410003Nm/kg=6.325m3N/kg（燃煤）理论湿烟气量为：（282.383+16.824）mol/kg=299.207mol/kg（燃煤）299.207×22.41000m3N/kg=6.7023Nm/kg（燃煤）（3）实际烟气量空气过剩系数为1.2.可求：实际干烟气量Vfg=理论干烟气量+理论空气量×（空气过剩系数-1）=6.325+6.452×0.2=7.61543Nm/kg（燃煤）实际湿烟气量Vfg=理论湿烟气量+理论空气量×（空气过剩系数-1）=6.702+6.452×0.2=7.99243Nm/kg（燃煤）(4)锅炉燃煤量：hkgQiiDB/)(12低式中：D：锅炉每小时的产汽量（kg／h）；Q低：煤的低位发热量（kcal/kg）η：锅炉的热效率（%）；i2：锅炉在某工作压力下的饱和蒸汽热焓（kcal/kg）；1.25MPa时为1400.4kJ/kgi1：锅炉给水热焓（kcal/kg）.一般给水温度取20℃.则i1=84.80kJ/kg.则:hthkgB/37.2/52.2371%7522190)80.844.1400(100030(5)标准状态下的总干烟气量：hmN/07.1806052.23716154.73标准状态下的总湿烟气量：hmN/14.1895452.23719924.73取设计烟气量为190003Nm/kg..3.2烟气中SO2的浓度计算(1)SO2产污系数及其质量流量二氧化硫产污系数：PSGsoY100022(Kg/t)式中：SY-燃煤应用基含硫量.%P-燃煤中硫的转化率（煤粉炉一般取0.9）.%94.13919.0%)1.13.70(10002100022PSGsoYKg/t脱硫装置入口烟气中的SO2质量流量可根据下面公式估算：100)1001(2)(2arSqBgKSOM式中：M(SO2)——脱硫装置入口烟气中的SO2质量流量.t/hK——染料燃烧中硫的转化率（煤粉炉一般取0.9）Bg——锅炉最大连续工况负荷时的燃煤量.t/hq——锅炉机械未完全燃烧的热损失.%Sar——燃料的收到基硫分.%所以：hKgSOM/742.241001.1%3.70)100251(37.29.02)(2烟气中SO2的实测浓度为：/302.1190001000742.24g3Nm根据《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）的相关规定.需将实物浓度折算.规定说明燃煤锅炉.折算项目为烟尘.SO2.NOX排放浓度时.过量空气折算系数=1.8锅炉大气污染物过量空气系数折算排放浓度按下式计算：CC式中C——折算后的烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度.g/3NmC——实测的烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度.g/3Nmα′——实测的过量空气系数α——规定的过量空气系数已知a=1.2.燃煤锅炉的过量空气折算系数a=1.8所以折算后烟气中SO2的浓度：/8688.12.1302.1mgc3Nm3.3烟气SO2排放量的计算《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462－2009）对于65t/h以下工业锅炉..脱硫装置的设计脱硫效率不宜小于80%的标准。则每小时去除SO2的量为：hkg/194.13%8010190008686出口烟气中SO2的排放量为：hkgsmg/298.3/3298%)801(10190008686取烟囱出口处平均风速u为5.0m/s；烟囱出口处烟气流速不应低于该高度处平均风速的1.5倍.故取烟囱出口流速v为9.0m/s；取yz为0.5;烟气出口处烟流温度Ts为155℃；烟囱高度取60m;烟囱出口内径D为2m。根据霍兰德（Holland）公式得烟气抬升高度：mDTTTuDVHsasS53.11)24282934287.25.1(520.9)7.25.1(总高度H=60+11.53=71.53m地面最大浓度32max/0151.053.7155.032982mmge脱硫结果满足四川省《大气污染物排放标准》.亦满足《环境空气质量标准》的二级标准.即小于居民区大气中SO2最高允许的日平均浓度0.15mg/m3.脱硫效果良好。4工艺设计4.1工艺选择钠法由于脱硫剂较贵.因而运行费用高；氧化镁法的脱硫剂氧化镁不仅价格较贵.而且广东地区镁源不足.造成运行成本高昂；氨法存在氨泄漏问题.容易造成二次污染.而且脱硫剂价格高.因而在中小型锅炉中应用不多。相对于以上三种工艺.双碱法消耗的脱硫剂主要是价廉的石灰。吸收液中的钠碱通过再生.大部分可循环回用.减少了运行费用.具有投资少、占地面积较小、运行费用低等优点.符合中小型锅炉烟气脱硫工艺选择的“技术成熟、经济合理、工程可行’”三统一原则.因此本方案采用双碱法脱硫工艺。4.2吸收设备的选择SO2吸收净化过程.处理的是低浓度SO2烟气